Supercondensadores
Un condensador es un dispositivo que almacena carga eléctrica. Está formado por dos placas conductoras con una capa aislante entre ellas.
La capacidad del condesador depende de la permitividad del condensador, la superficie de las placas y la distancia entre ellas.
Para aumentar la energía almacenada por un condensador hay que aumentar el voltaje entre la placas (que tiene un límite) o aumentar la capacidad del mismo, aumentando la superficie de las placas, la permeabilidad del medio, o disminuyendo la distancia entre las placas. La mejor manera es aumentar la superficie.
Dado que los condensadores se utilizan en sistemas eléctricos que utilizamos en nuestro día a día (como en el ordenador),no se pueden hacer las placas muy grandes, por lo que hay que buscar otra solución para aumentar la capacidad, y por tanto la energía almacenada.
Surgen así los supercondensadores, con capacidades de hasta miles de Faradios (Unidad en la que se mide la capacidad). Los supercondensadores cuentan con una capa de carbono en las placas. Esto hace que la superficie efectiva de las placas sea mucho mayor y por tanto también lo sea la capacidad. Aun así, puede variarse el medio dieléctrico (ya sea cerámica, un electrolito o el aire) para variar también la capacidad.
El carbono puede utilizarse en varias formas, grafeno, carbono activo, nanotubos…
Han surgido varios tipos de supercondensadores de doble capa de carbono:
-
Supercondensadores de doble capa electrolíticos.
Suelen utilizar Hidróxido de Sodio o Ácido Sulfúrico, que en presencia del campo eléctrico generado por las placas liberan iones, que son los que almacenan la carga.
2. Supercondensadores de doble capa de carbono no electrolíticos.
Estos supercondensadores utilizan aerosoles o geles, utilizados para generar los nanotubos de carbono para aumentar así enormemente la capacidad y la densidad de energía, pues presenta gran porosidad, de forma que el área efectiva es muy grande.
3. Supercondensadores acuosos de óxido de doble capa con pseudocapacitancia redox.
Utilizan óxidos, como el óxido de niquel, y reacciones redox
4. Supercondensadores de polímeros conductores
Utilizan moléculas orgánicas conductoras. Son los que más energía almacenan.
Cabe destacar que los supercondensadores no almacenan la energía de la misma forma que los condensadores corrientes, sino que se basan en la pseudocapacitancia. Los condensadores corrientes almacenan la energía al acumular carga eléctrica en las placas del condensador. Los superocndensadores sin embargo la almacenan mediante un déficit de iones de la solución electrolítica. A este efecto se le denomina pseudocapacitancia.
Los supercondensadores son muy útiles como apoyo energético, pues permiten cubrir picos de demanda sin sobrecargar la red eléctrica, cubrir interrupciones de suministro o estabilizar la tensión de paneles fotovoltaicos, como fuente de energía para el arranque de grandes motores, así como funcionar en vehículos híbridos y eléctricos.
Esquema de un condensador